השתלת שבלול רובוטית לגישה ישירה לשבלול
Summary
השתלת שבלול רובוטית היא הליך לגישה זעיר פולשנית לאוזן הפנימית. בהשוואה לניתוח קונבנציונלי, השתלת שבלול רובוטית כרוכה בצעדים נוספים שיש לבצע בחדר הניתוח. במאמר זה אנו נותנים תיאור של ההליך ומדגישים את ההיבטים החשובים של השתלת שבלול רובוטית.
Abstract
מערכות בסיוע רובוטים מציעות פוטנציאל גדול להשתלת שבלול עדינה ומדויקת יותר. במאמר זה, אנו מספקים סקירה מקיפה של זרימת העבודה הקלינית להשתלת שבלול רובוטית באמצעות מערכת רובוטית שפותחה במיוחד לגישה ישירה ופולשנית מינימלית של שבלול. זרימת העבודה הקלינית מערבת מומחים מדיסציפלינות שונות ודורשת הכשרה כדי להבטיח הליך חלק ובטוח. הפרוטוקול מסכם בקצרה את ההיסטוריה של השתלת שבלול רובוטית. הרצף הקליני מוסבר בפירוט, החל מהערכת כשירות המטופל וכיסוי הכנה כירורגית, תכנון טרום ניתוחי עם תוכנת התכנון המיוחדת, קידוח גישה לאוזן התיכונה, הדמיה תוך ניתוחית לאישור המסלול, כרסום הגישה לאוזן הפנימית, החדרת מערך האלקטרודות וניהול השתל. הצעדים הדורשים תשומת לב מיוחדת נדונים. כדוגמה, התוצאה שלאחר הניתוח של השתלת שבלול רובוטית בחולה עם otosclerosis מתקדם מוצג. לבסוף, הנוהל נדון בהקשר של ניסיונם של המחברים.
Introduction
שתל שבלול (CI) הוא הטיפול הסטנדרטי בליקוי שמיעה תחושתי עצבי חמור עד עמוק1. ההליך הכירורגי להשתלת שבלול נועד להחדיר באופן אטרומטי את מערך האלקטרודות של שתל השבלול לתוך השבלול. עבור ההשתלה, מנתחים חייבים לספק גישה מפני השטח של העצם הטמפורלית אל השבלול. בהליכים קונבנציונליים, גישה זו נוצרת על ידי הסרת חלקים של עצם המסטואיד דרך כריתת מסטואיד וטימפנוטומיה אחורית2.
השתלת שבלול בסיוע רובוט שואפת לבצע גישה זעיר פולשנית דרך מנהרה קטנה לאוזן הפנימית להחדרת מערך אלקטרודות. נכון להיום, מספר מערכות להשתלת שבלול בסיוע רובוט נמצאות בפיתוח או כבר זמינות בשוק. מערכת אחת כזו מספקת קידוח מבוקר רובוטית של החדרת המסטואיד והאלקטרודה והוערכה לאחרונה בחולים3. מכשיר נוסף הוא מערכת הנחיה ספציפית למטופל לקידוח מנהרה והחדרת אלקטרודות4. שתי מערכות שאינן מספקות את מנהרת הגישה לאוזן הפנימית אלא יישור והחדרה ממונעת של מערכי אלקטרודות קיבלו לאחרונה אישור מכשור רפואי באירופה ובארצות הברית 5,6. היישום הקליני הראשון של הליך מנהרה זעיר פולשני באמצעות מסגרת הנחיה סטריאוטקטית בוצע על ידי Labadie et al.7. המערכת הרובוטית הראשונה ותוכנת התכנון שיושמה במקרים קליניים פותחה באמצעות שיתוף פעולה בין מרכז ARTORG להנדסה ביו-רפואית באוניברסיטת ברן והמחלקה לאוטולרינגולוגיה בבית החולים האוניברסיטאי ברן בשוויץ 8,9,10,11. תוכנת התכנון והמערכת הוסחורו מאוחר יותר על ידי חברת ספין-אוף.
כאן, המחברים מציגים את הפרוטוקול המעורב בביצוע השתלת שבלול רובוטית עם מערכת השתלת שבלול רובוטית ייעודית. ההיבטים של בחירת מטופלים מתאימים, תכנון טרום ניתוחי של מנהרת הגישה וההליך הכירורגי המלא מכוסים ונדונים. מטרת מאמר זה היא להציג סקירה כללית של הנוהל ולשתף את החוויה של המחברים עם המערכת.
Protocol
Representative Results
Discussion
כאן מוצגת סקירה של השלבים הכרוכים בהשתלת שבלול רובוטית. חלק חשוב הוא בחירת המועמדים המתאימים להליך. כדי להבטיח שניתן יהיה לשמור על שולי הבטיחות במהלך הניתוח, יש לבצע סינון מועמדים זהיר כדי להבטיח את הזכאות להליך. המרחק בין המסלול המתוכנן כמעט לבין עצב הפנים צריך להיות לפחות 0.4 מ”מ. בנוסף, לפחות 0.3 מ”מ מרחק כדי chorda tympani צריך להיות זמין. כדי לספק גמישות רבה יותר בתכנון המסלול לאחר הדמיה טרום ניתוחית ביום הניתוח, ניתן לשקול מגבלות גדולות עוד יותר לבחירת המטופל.
מכיוון שהמערכת הרובוטית מסתמכת על הברגים המהווים ציון דרך כדי להעביר את התוכנית למטופל, הם בעלי חשיבות מרכזית להליך בטוח. על המנתח לבחור בקפידה את מיקומי הברגים הפידוקיאליים כדי להבטיח שיהיה מספיק מקום פנוי לקידוח מסלול. יש להימנע מסידור ליניארי של שלושה ברגים. כמו כן, יש לוודא כי הבורג עבור סמן המטופל ממוקם כך הסמן נשאר גלוי לאורך כל ההליך. הוראות השימוש במערכת הרובוטית מספקות הנחיות מפורטות למיקום הבורג. בעת הצבת הברגים, יש לוודא כי החורים נקדחים מראש בניצב לפני השטח של עצם המסטואיד. קיבוע הדוק של הברגים מבטיח כי לא מתרחשת תנועה במהלך ההליך.
עבור הדמיה לפני הניתוח, יש לסרוק את המטופלים בדום נשימה, שכן תנועת הנשימה של המטופל עלולה לגרום לממצאי תנועה שאולי לא ניתן לזהותם באופן מיידי בתמונות, אך בהמשך תהליך הרישום עלולה לגרום לטעויות המעכבות את תחילת ההליך. יש להבטיח כי האדם המבצע את התכנון הטרום ניתוחי קיבל הכשרה נרחבת לזהות בביטחון ולתייג את המבנים האנטומיים. בפרט, יש לאמן את מהלך עצב הפנים, את הכורדה טימפני ואת בחירת המטרה בשבלול (בדרך כלל מרכז קרום החלון העגול). עבור יצירת עצב הפנים, יש לשקול בטיחות נוספת באמצעות סגמנטציה יתר של העצב. במקרה שאין אמצעי הדמיה זמינים ישירות בחדר הניתוח או שלא ניתן להעביר מערכת הדמיה ניידת לחדר הניתוח, יש להעביר את המטופל למחלקה הנוירורדיולוגית לצורך הדמיה. יש לקחת בחשבון את זמן ההעברה הנוסף של המטופל. תכנון טרום ניתוחי יכול להתבצע במקביל להעברת המטופל והכנתו כדי לחסוך זמן.
הצוות צריך לאמן באופן נרחב את מיקום הראש במשענת הראש כדי להבטיח כי סמן המטופל והברגים גלויים למערכת בשלבים מאוחרים יותר. תנוחת ראש לא נכונה עלולה לגרום לחוסר נראות של הסמנים או לקינמטיקה בלתי אפשרית של הזרוע הרובוטית. בכל השלבים במהלך השתלת שבלול רובוטית, יש לוודא כי כל הברגים קבועים היטב, סמן המטופל מחובר בצורה נוקשה, ואת הידית של הרובוט קבוע.
עבור הדמיה תוך ניתוחית באמצעות מכשירי הדמיה ניידים (למשל, CT קרן חרוט ניידת), יש להבטיח מרווח מספיק של ראש המטופל ומשענת הראש עם הווילונות הסטריליים. תוצרי תנועה הנגרמים על ידי הסורק הנוגע בווילון הסטרילי עלולים להחמיר את איכות התמונה של התמונה התוך-ניתוחית ולהכשיל את קבלת ההחלטות לגבי בטיחות המסלול הקדוח הנדרש לתחילת הקידוח.
במקרה אופטימלי, קרום החלון העגול נשמר לאחר גישה רובוטית לאוזן הפנימית, ואוטם את האוזן הפנימית מפני אבק עצם ודם שעשויים להיות מוחדרים על ידי השלבים העוקבים הכרוכים בניהול השתל. מכיוון שהברגים הפידוקיאליים וסמן הייחוס של המטופל נדרשים לגישה לאוזן הפנימית, לא מומלץ להכין את מיטת השתל לפני הגישה לאוזן הפנימית כדי להבטיח מספיק מקום למיקום הבורג. במקרה שקרום החלון העגול אינו שלם לאחר הגישה לאוזן הפנימית, ניתן לכסות את החלון העגול באופן זמני כאמצעי הגנה עד לביצוע החדרת מערך האלקטרודות.
לאחר קביעת הגישה לאוזן הפנימית, המנתח עשוי להשתמש בטכניקות שונות כדי לדמיין את הגישה. בדיקה מיקרוסקופית באמצעות דש טימפנומיטלי או בדיקה אנדוסקופית ישירה אפשריים. עם זאת, עבור החדרת מערך האלקטרודות המאוחר יותר, אנו ממליצים לבצע דש טימפנומיטלי כדי לספק גישה ישירה למערך האלקטרודות, במידת הצורך13. ניתן לסמן את עופרת מערך האלקטרודות לפני ההחדרה כדי לציין החדרות מלאות על פני השטח של עצם המסטואיד. כמו כן, מומלץ להשתמש בצינור מדריך ההחדרה במהלך ההחדרה כדי להימנע ממגע עם דם ואבק עצמות ולהגביל את מערך האלקטרודות למסלול ההחדרה14.
הנוהל המוצג מיישם רובוטיקה משימתית אוטונומית בתחום המיקרו-כירורגיה האוטולוגית. היתרונות הפוטנציאליים של ההליך כוללים גישה ניתנת לשחזור, זעיר פולשנית לשבלול, ובסופו של דבר, החדרה ממוקדת ומדויקת של אלקטרודות, מה שעשוי להרחיב את מאגר חולי CI בעתיד. המגבלות הנוכחיות של המערכת הן העלויות הנוספות הנלוות עבור חומר וצוות מיומן, משך הניתוח הארוך יותר, והכנסת האלקטרודה שעדיין מבוצעת באופן ידני. כיום, השתלת שבלול רובוטית דורשת יותר זמן (כ-4 שעות) מאשר השתלת שבלול קונבנציונלית (כשעה וחצי). לכן, יש לשקול גם את מצבו של המטופל לזכאות.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
המחברים מודים לג’אני פאוצ’ילו, המחלקה לאוטורהינולרינגולוגיה, ניתוחי ראש וצוואר, אינסלספיטל, בית החולים האוניברסיטאי ברן, על הפקת וידאו וצילום. אנו מודים גם לד”ר סטפן הנלה ולצוות המחלקה להרדמה ורפואת כאב, Inselspital, בית החולים האוניברסיטאי ברן ולצוות המחלקה לנוירורדיולוגיה אבחנתית והתערבותית, Inselspital, בית החולים האוניברסיטאי ברן, ברן, שוויץ.
Materials
| Cochlear implant | MED-EL, Austria | ||
| HEARO Consumable Set | CAScination, Switzerland | REF 50176 | CE-labelled |
| HEARO Instrument Set | CAScination, Switzerland | REF 30123 | CE-labelled |
| HEARO System Components | CAScination, Switzerland | CE-labelled | |
| Mobile cone beam CT scanner | XORAN Xcat | if not availalbe, imaging needs to be performed in the neuroradiological department | |
| OTOPLAN | CAScination, Switzerland | REF 20125 | CE-labelled |
| Planning laptop | Any computer with enough performance is suitable, software OTOPLAN installed | ||
| USB Stick | A surgical plan that was created with OTOPLAN is transferred to the HEARO system via a USB flash drive. |
References
- Wimmer, W., Weder, S., Caversaccio, M., Kompis, M. Speech intelligibility in noise with a pinna effect imitating cochlear implant processor. Otology & Neurotology. 37 (1), 19-23 (2016).
- Lenarz, T. Cochlear implant – State of the art. GMS Current Topics in Otorhinolaryngology -Head and Neck Surgery. 16, (2018).
- Klopp-Dutote, N., Lefranc, M., Strunski, V., Page, C. Minimally invasive fully ROBOT-assisted cochlear implantation in humans: Preliminary results in five consecutive patients. Clinical Otolaryngology. 46 (6), 1326-1330 (2021).
- Kluge, M., Rau, T., Lexow, J., Lenarz, T., Majdani, O. Untersuchung der Genauigkeit des RoboJig für die minimal-invasive Cochlea-Implantat-Chirurgie. Laryngo-Rhino-Otologie. 97, 10602 (2018).
- Barriat, S., Peigneux, N., Duran, U., Camby, S., Lefebvre, P. P. The use of a robot to insert an electrode array of cochlear implants in the cochlea: A feasibility study and preliminary results. Audiology and Neurotology. 26 (5), 361-367 (2021).
- . Clinical Trials.gov Available from: https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT04577118 (2022)
- Labadie, R. F., et al. Minimally invasive image-guided cochlear implantation surgery: First report of clinical implementation. The Laryngoscope. 124 (8), 1915-1922 (2014).
- Caversaccio, M., et al. Robotic middle ear access for cochlear implantation: First in man. PLOS One. 14 (8), 0220543 (2019).
- Weber, S., et al. Instrument flight to the inner ear. Science Robotics. 2 (4), 4916 (2017).
- Bell, B., et al. In vitro accuracy evaluation of image-guided robot system for direct cochlear access. Otology & Neurotology. 34 (7), 1284-1290 (2013).
- Caversaccio, M., et al. Robotic cochlear implantation: Surgical procedure and first clinical experience. Acta Oto-Laryngologica. 137 (4), 447-454 (2017).
- Dillier, N., et al. Measurement of the electrically evoked compound action potential via a neural response telemetry system. The Annals of Otology, Rhinology, and Laryngology. 111, 407-414 (2002).
- Wimmer, W., et al. Cone beam and micro-computed tomography validation of manual array insertion for minimally invasive cochlear implantation. Audiology and Neuro-Otology. 19 (1), 22-30 (2014).
- Wimmer, W., et al. Electrode array insertion for minimally invasive robotic cochlear implantation with a guide tube. International Journal of Computer Assisted Radiology and Surgery. 11, 80-81 (2016).
